Nadkrytyczny dwutlenek węgla kontra para wodna
Nadkrytyczny CO2 to nie zwykły gaz ani ciecz, a stan, w którym substancja ma właściwości obu. Aby go uzyskać, wystarczy ogrzać dwutlenek węgla do zaledwie 31 stopni Celsjusza i sprężyć do ciśnienia 7,37 megapaskali. W tej formie CO2 wypełnia przestrzeń jak gaz, ale ma gęstość cieczy, co w turbinach oznacza mniejsze opory przy większej sile napędowej. Tradycyjna para wodna ma podstawową wadę: jej wytworzenie pochłania mnóstwo energii. Najpierw wodę trzeba doprowadzić do wrzenia, a potem odparować – oba procesy są bardzo energochłonne. Dlatego naukowcy szukali alternatywy i znaleźli ją w dwutlenku węgla. Przekształcenie CO2 w stan nadkrytyczny wymaga znacznie mniej energii niż wytworzenie pary, co bezpośrednio poprawia sprawność całego układu.
Liczby są imponujące: Chaotan One ma zapewnić 50-procentowy wzrost produkcji energii netto i poprawić ogólną wydajność o ponad 85 procent w porównaniu z konwencjonalnymi elektrowniami parowymi. To nie drobna optymalizacja, lecz skok, który może zdefiniować energetykę na dziesięciolecia. Generator wykorzystuje ciepło odpadowe z huty stali, które dotąd po prostu się marnowało, zamieniając stratę w zysk. Konstrukcja generatora jest przy tym prostsza od tradycyjnych rozwiązań. Mniej komponentów to niższe koszty budowy, łatwiejsza obsługa i tańsza konserwacja. To kluczowe dla masowego wdrożenia – technologia, która jest skomplikowana w utrzymaniu, rzadko się upowszechnia, nawet jeśli teoretycznie jest lepsza.
Koniec ery pary w energetyce?
Sukces Chin to nie tylko lokalne osiągnięcie, ale wyraźny sygnał dla globalnej energetyki. Zarówno Chiny, jak i Stany Zjednoczone inwestowały w technologię sCO2, jednak to Pekinowi udało się jako pierwszemu przejść od prototypów do komercyjnej instalacji. Generator Chaotan One podłączony do sieci w ubiegłym miesiącu pokazał, że nadkrytyczny dwutlenek węgla może być realną alternatywą dla pary. Jeśli ta technologia się upowszechni, era dominacji pary wodnej w energetyce może rzeczywiście dobiec końca.